JPH0336229A - 低酸素含有率の成形金属物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分舒〕 この発明は酸素含有量の低いタンタル、ニオブ、及びこ
れらの合金の粉末及び製品、及びその製法に関する。

（４） 〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕タンタ
ル、及びニオブは通常粉末状の鉱石から抽出する。例え
ば、タンタルは通常ナトリウムとの化学反応でヘプタフ
ルオロタンタル酸カリウム（ＫｚＴａＦ７）を還元して
製造する。通常この還元反応により塩でカプセル封しさ
れた金属粉末が生成するので、この金属粉末を粉砕し、
水及び酸で洗しようしてタンタル粉末を製造する。

次いでタンタル及びニオブ金属、及びこれらの合金を圧
縮成形して圧粉体とする。得られる圧粉体が純金属であ
るのか又は合金であるのか、どのような形状あるいは形
材が要求されるのか、及びその材料がどのように使用さ
れるのかによって圧縮成形方法を選択する。通常タンタ
ル、ニオブ、及びこれらの合金は、棒材、厚板、薄板、
線材、管及びロンドのような錬工品（ｗｒｏｕｇｈｔ　
ｐｒｏｄｕｃｔ、ｓ）Ｈ後工程で加工熱処理するための
中間成形品（ｐｒｅｆｏｒｍ）　；及び機械加工及び仕
上げ加工して様々な用途に使われるニアネットシュイブ
（ｎｅａｒ　ｎｅｔ　５ｂａｐｅ）に成形する。

（５） 一般に、タンタル、ニオブ及びこれらの合金は酸素と高
い親和力をもつ。それ故、ニオブ、タンタル、あるいは
これらの合金からなる製品の酸素含有量はこれらの成形
過程で増加する傾向にある。

製品の酸素含有量はそのａ械的性質及び製作加工性に影
響を及ぼす。一般に、製品の酸素含有量が増すと、製品
の延性は減少し製品の強度は増加する。タンタル、ニオ
ブあるいはこれらの合金からなる製品を様々な用途に使
・うためには、高い酸素含有量は好ましくない。それ故
、これらの用途に適したタンタル、ニオブ、あるいはこ
れらの合金からなる製品を製造するためには、酸素含有
量を低くしなければならない。

タンタル、ニオブあるいはこれらの合金からなる成形品
を製造するために用いる種々の方法がある。例えば、一
つの方法として、金属をまず真空中で電子ビームあるい
は真空アーク溶解で溶解し、次いで加工熱処理して成形
品とする。溶融温度は同相温度（ＴＮ　（”Ｋ））とも
云われる。タンタルのＴ、は３．２７３　（’Ｋ　）で
ありニオブのＴｅｌは２．７４５（６） （’Ｋ）である。真空中での溶解は金属の酸素含有量を
減少させる。

二番目の方法として、粉末状の金属をまずタンタル、ニ
オブあるいはこれらの合金の中間成形品、例えば棒材あ
るいはロンド、に冷間静水圧成形し、次いでこの中間成
形品を０．７　Ｔ　ｓより高い温度で抵抗焼結してタン
タル、ニオブあるいはこれらの合金の成形品を製造する
。通常、抵抗焼結するためには、中間成形品の両端を高
真空容器内で水冷銅製端子間に固定し、次いで中間成形
品に電流を流して中間成形品を０．７Ｔ、を越える温度
に加熱する。抵抗焼結法は高密度化と中間成形品の酸素
含有量の低減を同時におこなう。

しかしながら、高密度化と酸素除去のために抵抗焼結法
を使用するには多くの不利益が存在する。

まず、抵抗焼結法はある限定された形状の製品、通常棒
材あるいはロンド、を製造するだけに利用されよう。ま
た抵抗焼結法では、局部的な過熱及び熱脆性を肪くため
に、中間成形品の断面積が電流の流路にそって均一でな
ければならない。その（７） 上、通気孔が消滅する前に中間成形品の中心部で酸素の
減少がおこるように、その断面積は十分に小さくなけれ
ばならない。有効な酸素除去からして、最短寸法が約１
．５インチを越える中間成形品は抵抗焼結に不向きであ
る。更に、無支持の抵抗焼結時にクリープにともなう垂
れ下りや熱間圧縮を防ぐためには、中間成形品は十分に
小さくなＩ：ｌればならない。それ故、通常中間成形品
は約４０ポンドを越える重さであってはならない。

タンタル、ニオブ、あるいはこれらの合金の成形品を製
造する第三の方法は、回転電極法である。

この方法では、金属の棒材あるいはロンドを′島。

を越える温度に加熱する。この溶融金属を遠心力によっ
て粉末状にする。出発原料ロンドの低酸素含有量はこの
粉末に保持されるが、しかしながらこの粉末粒子は比較
的球形でありまた化学的に製造された初期の粉末よりも
通常粒径が粗い。これらの比較的球形の粉末粒子は一方
向機械プレスには不向きである。その上、粉末粒子の粗
さは、冷間静水圧成形でこの粉末からタンタル、ニオブ
あ（８） るいはこれらの合金の製品を成形するのに不向きである
。

〔課題を解決するための手段及び発明の作用効果〕酸素
含有量が約３００ｐｐｍ未満のタンタル、ニオブ又はタ
ンタル合金あるいはニオブ合金の新しい粉末を発明した
。またタンタル、ニオブ又はこれらの合金の粉末を酸素
活性金属、例えばマグネシウムの存在のもとで、約０．
７Ｔ□より低い温度に加熱するこれらの粉末の製法も発
明した。

更にタンタル、ニオブ、及びこれらの合金から成形され
る酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満の粉末金属成形品を
発明した。その上約０．７７Ｈより高くない温度に金属
を暴商することなく実行できるタンタル、ニオブ及びこ
れらの合金からなる酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満で
ある粉末金属成形品の新しい製法を発明した。

本発明では、タンタル、ニオブ、又はこれらの合金の粉
末を酸素活性金属の存在下で、出発原料粉末の酸素含有
量を約３００ｐｐｍ未満に低減ずるのに（９） 十分な時間の間、約０．７　ＴＨより低い温度に加熱す
ることで、酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満のタンタル
、ニオブ、又はタンタルあるいはニオブ合金の粉末を製
造する。更に、本発明では、酸素含有量が約３００ｐｐ
ｍ未満のタンタル、ニオブ、又はこれらの合金の粉末を
約０．７　Ｔ　ｏより高い温度に暴商することなく圧縮
成形することで、酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満のタ
ンタル、ニオブ及びこれらの合金の成形品を製造する。

もし出発原料金属粉末の酸素含有量が約３００ｐｐｍよ
り高い場合には、まずこの粉末を例えば上述した手法を
用いて３００ｐｐｍ未満のレベルまで脱酸しなければな
らない。タンタル粉末の０．７　Ｔ　ｕは約２．０１８
°Ｃ（２，２９１’Ｋ）でありニオブ粉末の０．７　Ｔ
ｎは約Ｌ６５０°Ｃ（Ｌ９２３″Ｋ）に等しい。

本発明の粉末の長所は、この粉末が一方向機械プレスに
良く適合した比較的非球形粒子からなることである。

本発明の粉末のなお一層の長所は、この粉末が冷間静水
圧力ｎ工に良く適合した比較的小さな粒子（１０） からなることである。

酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満の本発明のタンタル、
ニオブ又はこれらの合金の成形品の長所は、この成形品
がいかなる形状、断面積又はサイズにもなることである
。

本発明の成形品の製法の長所は、この製法が酸素含有量
が約３００ｐｐｍ未満であっていかなる形状、断面積又
はサイズのタンタル、ニオブ又はこれらの合金の成形品
を製造できることである。

酸素含有量が約３００ｐｐｍ　（百万分の−の単位）未
満である本発明のタンタル、ニオブ、又はタンタルある
いはニオブ合金の粉末を下記の手法で製造する。例えば
ナトリウム還元法で製造するタンタル、ニオブ又はこれ
らの合金の粉末を、この粉末よりも高い酸素親和力をも
つ金属とともに真空容器内に装入する。この出発原料粉
末の酸素含有量は約１，０００ｐｐｍ未満であることが
好ましい。この粉末よりも酸素活性が高い金属として例
えばマグネシウムがある。次に酸素含有量が約３００ｐ
ｐｍ未満のタンタル、ニオブ又はタンタルあるいはニオ
ブ合（１１） 金の粉末を製造するために、この容器を約０．７　ＴＩ
Ｉを越えない温度まで加熱する。この金属粉末から酸素
を拡散させて約３００ｐｐｍ未満の酸素を含有する金属
粉末を製造するのに十分な時間の間加熱を継続する。次
いで蒸発及びそれに続く選択的化学浸出あるいはこの粉
末の溶解によって、酸素を含んだマグネシウムをこの金
属粉末から除去する。

本発明のタンタル又はニオブ合金は、タンタルまたは（
および）ニオブと、酸化イツトリウム、酸化トリウム、
又は酸化アル果ニウムのような酸化タンタルよりも高い
生成自由エネルギーをもつ酸化物とからなる合金を含む
。この酸化物を酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満のタン
タルまたは（および）ニオブ粉末に配合する。本発明の
合金は、タンタルまたは（および）ニオブと、タンタル
又はニオブ粉末に配合した低酸素含有量の合金元素とか
らなる合金をも含む。ただしこの配合物の酸素含有量が
約３００ｐｐｍ未満の場合である。更に本発明の合金は
、タンタルまたは（および）ニオブと合金元素とからな
る合金を含むが、酸素含有量が約３００（１２） ｐｐｍ未満の合金を形成するために、この合金元素とタ
ンタルあるいは（および）ニオブ粉末を脱酸に先立って
配合する。その上本発明の合金は、タンタルあるいは（
および）ニオブと合金元素とからなる合金を含むが、た
だしこの合金元素に同伴する酸素付加がこの合金の酸素
含有量を３００ｐｐｍ以上にはしない。

上述したように、タンタル、ニオブ及びこれらの合金か
らなる粉末金属成形品の製法において、タンタル、ニオ
ブ、又はタンタルあるいはニオブ合金の粉末はもし必要
であればこの粉末を約０．７’Ｉ”ＩＩより高い温度に
暴露することなく、酸素含有量を約３００ｐｐｍ未満に
脱酸し、次いで酸素含有量が約３００ｐｐｍより低い、
好ましくは約１１００ｐｐから約３００ｐｐｍの間にあ
る、タンタル、ニオブ、又はこれらの合金の成形品とす
るために、この粉末を約０、７　Ｔ、より高い温度に暴
露することなく圧縮成形する。

本発明では、金属を約０．７　Ｔ　Ｈより高い温度に暴
露しない場合、タンタル、ニオブ及びこれらの（１３） 合金に通用される、いずれも周知の粉末冶金技術を用い
て、酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満の粉末から酸素含
有量が約３００ｐｐｍより低い、タンタル、ニオブ又は
これらの合金を製造することができる。金属製品を成形
するために使う典型的なこれらの粉末冶金技術には下記
のものがあり、ステップを作業工程の順序にリストする
。金属の焼結、加熱、又は他の処理のいずれもがこの金
属を０．７　Ｔ　ｏより高い温度に暴露しない場合には
、このどの技術も本発明に利用できよう： １、　冷間静水圧成形、焼結、カプセル充てん、高温静
水圧圧縮及び加工熱処理： ２、　冷間静水圧成形、焼結、高温静水圧圧縮及び加工
熱処理； ３、　冷間静水圧成形、カプセル充てん、高温静水圧圧
縮及び力Ｕ工熱処理； ４、　冷間静水圧成形、カプセル充てん及び高温静水圧
圧縮： ５、　カプセル充てん及び高温静水圧圧縮；６、　冷間
静水圧成形、焼結、カプセル充てん、（１４） 押出し力０工及び加工熱処理； ７．　冷間静水圧成形、焼結、押出し加工、及び加工熱
処理； ８、　冷間静水圧成形、焼結、及び押出し加工；９、　
冷間静水圧成形、カプセル充てん、押出し加工及び加工
熱処理； １０、冷間静水圧成形、カプセル充てん及び押出し加工
： １１、カプセル充てん及び押出し加工；１２、機械プレ
ス、焼結及び押出し加工；１３、冷間静水圧成形、焼結
、カプセル充てん、鍛造力１１１工及び加工熱処理； １４、冷間静水圧成形、カプセル充てん、鍛造加工及び
加工熱処理； １５、冷間静水圧成形、カプセル充てん及び鍛造加工； １６、冷間静水圧成形、焼結及び鍛造加工；１７、冷間
静水圧成形、焼結及び圧延：１８、カプセル充てん及び
鍛造加工； １９、カプセル充てん及び圧延； （１５） ２０、冷間静水圧成形、焼結及び力■工熱処理；２１、
溶射溶着 ２２、機械プレス及び焼結：及び ２３、１！械プレス、焼結、再圧縮−再焼結法また圧綿
成形、加熱及び変形加工との他の組合せも利用できよう
。

本発明の製品及び製法の効果及び長所を下記の例で詳し
く説明するが、これらは具体例を示すものであって本発
明の範囲がこれらに限定されるものではない。

〔実施例〕

本発明の粉末及び成形品の特性を測定するために下記の
分析試験法を用いた。

炭素含有量ニ レココーポレーション（ＬＥＣＯＣｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ）、３０００レイクピユーアビニユー（Ｌａｋｅｖｉ
ｅｗ　Ａｖｅｎｕｅ）、センＩ・ジョセフ（Ｓｔ、Ｊｏ
ｓｅｐｌ＋）　、Ｆｉシガン州（旧、）４９８０５で製
作されたレコ（Ｌｅｃｏ）　ＩＲ−１２炭素測定計、レ
コ（Ｌｅｃｏ）　”５２８−０３５るつぼ、レコ（Ｌｅ
ｃｏ）　’５０１（１６） ２６３金属銅促進剤、及びレコ（Ｌｅｃｏ）　”５０１
−５０７標準炭素（０，００６６＋０．０００４％Ｃ）
を用いるガス分析法でタンタル、ニオブ又はこれらの合
金の粉末の炭素含有量を定量した。るつぼをマンフル炉
に装入し１　、０００°Ｃで１時間の間しゃく熱し、次
いで清浄なデシケータ−内で冷却し保管した。次にタン
タル、ニオブ又はこれらの合金の粉末サンプル１．０グ
ラムをるつぼに移した。次いでるつぼ内のタンタル、ニ
オブ、又はこれらの合金の粉末を約１グラムの金属銅促
進剤で覆った。計器検量のために、それぞれ空サンプル
（ｂｌａｎｋ）及び標準サンプルとして、■スフ−プ分
の金属銅促進剤だけを含んだるつぼ数個、及び標準炭素
１グラムと金属銅促進剤１グラムを含んだるつぼ数個も
用意した。

炭素測定計を検量するために逐次室サンプルを分析し炭
素測定計デジタルボルトメーター（ＤＶＭ）の読みが炭
素分ｏ、ｏｏｏｏｏｏ％を指示するように調整した。次
に逐次標準サンプルを分析し炭素測定計ＤＶＭの読みが
炭素分０．００６６　＋　０．０００４％を指示するよ
うに調整した。検量の後、金属銅促進剤で覆（１７） ったタンタル、ニオブ又はこれらの合金の粉末を含むる
つぼを分析した。タンタル、ニオブ又はこれらの合金の
サンプルに対する炭素測定計ＤＶＭの読みは炭素分ｐｐ
ｍ　（百万分の−の単位）と等しい。

窒素及び酸素含有量； レココーポレーション（Ｌｅｃｏ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ）、３０００レイクビユーアヒ゛ニユー（Ｌａｋｅ
ｖｉｅｗ　Ａｖｅｎｕｅ）　、セントジョセフ（Ｓｔ、
Ｊｏｓｅｐｈ）　、ミシガン州（Ｍｌ、）４９８０５で
製作され販売された１／コ（Ｌｅｃｏ）　ＴＣ−３０酸
素窒素分析計、し：ｌ　（Ｌｅｃｏ）　”１６０−４１
４グラフアイトるつぼ、及び巾２インチ（５１ｍｍ）　
、厚さ０．０２５インチ（０，６４ｍｍ）のニッケル箔
を用いてタンタル、ニオブ又はこれらの合金の粉末の窒
素及び酸素含有量を定量した。ニッケル箔を１インチ（
２５，４ｍｍ）正方形に切出しきれいにしてカプセルに
成形した。

０．２グラムのサンプルをそれぞれのカプセルに移しカ
プセルを可能な最小容積に封した。レコ（Ｌｅｃｏ）Ｔ
（：　−３０酸素窒素分析計は、上述した炭素定量計を
検量するために用いたのと同様な方法でまず空サンプル
及び酸素と窒素含有量が既知の標準タンク（１８） ルを用いて検量し、次いでｐｐｍ酸素及びｐｐｍ窒素を
発生させるためにサンプルを分析計に通した。

下記の性質を下表に示すＡＳＴＭ試験法に従って定量し
た。

粒　　　度 圧縮密度 結晶粒度 曲げ破断強さ 粉末流動産 Ｂ、Ｅ、Ｔ、表面積 降伏強さ 引張強さ ％伸び率 −２１４ −２１２ −１１２ −５２８ −２１３ −６９９ −８ −８ −８ 成形品の密度： 成形品の密度を成形品の重さ及び大きさ、高さ、巾等を
測定して計算した。大きさから、成形品の体積を立方セ
ンチメートルで算出した。次に密度は成形品の重さをそ
の体積で割って算出した。

（１９） 理論密度パーセント（％）： 成形品の理論密度パーセントは成形品の密度をその金属
の理論密度、例えばタンタルでは１６．６ｇｒａｍｓ／
　ｃｎｌで割って計算した。

例　　１ 例１は酸素含有量が約３００ｐｐｍ未満のタンタル粉末
の製造を説明する。酸素含有量が約６ｏｏｐｐｍ、炭素
含有量が約４ｏｐｐｍ　、及び窒素含有量が１０ｐｐｍ
未満の出発原料タンタル粉末を重量で約１％のマグネシ
ウムと配合した。得られた配合物を８５０°Ｃ（０，３
４ＴＨ）で２時間の間加熱した。次にこの配合物を圧力
０．ＯＯＩＴｏｒｒ（ｍｍＨｇ）で１，０００’Ｃ（０
，３８ＴＨ）に更に加熱して酸素と反応しなかったマグ
ネシウムを除去した。いかなる残存マグネシウムもこの
粉末を室温で硝酸に浸漬して除去した。次いでこの粉末
を水で洗じょうし空気乾燥した。得られたタンタル粉末
は酸素含有量が１．８５ｐｐｍ、炭素含有量が４５ｐｐ
ｍ　、及び窒素含有量が４５　ｐ　ｐ　ｍであった。得
られたタンタル粉末は見掛は密度が４．１２ｇｍ／ｃｃ
及び流動度は５０グラムで２６秒であった。粒度を下記
に （２０） に示した。

４０／６０ ６０／↓００ １００／２００ ２００／３２５ ２５ ０．１％ ５６％ ３７．８％ ２．４％ ３．７％ 例２ 例２は機械プレス及び焼結で製造した酸素含有量が約２
０５ｐｐｍのタンタル成形品を説明する。

例１の手順と同じ手順で準備した、炭素含有量が約６０
ｐｐｍ　、酸素含有量が約１３５ｐｐｍ、及び窒素含有
量が約１０ｐｐｍの脱酸タンタル粉末を出発原料粉末と
して用いた。このタンタル粉末を押型に装入し一軸圧縮
で理論密度の約８０％の圧縮密度をもつ４インチ（１０
２ｎｔｍ）径のタブレットにプレスした。

次いでこのタブレットを約０．０ＯＩＴｏｒｒ　（ｍｍ
Ｈｇ）よりも低い真空下で２時間の間１．５００’Ｃ（
０，５４ＴＨ）で焼結した。最終焼結タブレットは炭素
含有量が（２１） 約６０ｐｐｍ、酸素含有量が約２０５ｐｐｍ及び窒素含
有量は約１０ｐｐｍであった。

例３ 本発明のタンタル、ニオブ又はこれらの合金の粉末が圧
縮性であること及び本発明の粉末の強度を示すために、
下記の試験をおこなった。

例１の手順と同し手順で準備した、炭素含有量が約６ｏ
ｐｐｍ　、酸素含有量が約１３５ｐｐｍ、及び窒素含有
量が約６ｏｏｐｐの脱酸タンタル粉末を出発原料粉末と
して用いた。この出発原料粉末を押型に装入し種々の圧
力で径が１インチ（２５，４ｍｍ）　、及び高さが約１
７２インチ（１２，７ｍｍ）のタブレットにプレスした
。プレス圧力を関数どしたタブレットの密度は下記のと
おりであった。

（２２） ３５．０００　　　（２，４６１）　　　　　　　　　
？５．５４０．０００　　　（２，８１２）　　　　　
　　　　７８４５．０００　　　（３，１６４）　　　
　　　　　　８０５０、ＯＯ’Ｏ（３，５１５）　　　
　　　　　　８２．１５５．０００　　　（３，８６７
）　　　　　　　　　８３．６６０．０００　　　（４
，２１２）　　　　　　　　　８５．１６５．０００　
　　（４，５７０）　　　　　　　　　８６．４７０．
０００　　　（４，９２１）　　　　　　　　　８７．
５８０．０００　　　（５，６２４）　　　　　　　　
　８９．７これらの結果は本発明の粉末が圧縮性である
ことを示している。

機械プレスした後の本発明の粉末の強度を示すために、
例１の手順と同し手順で準備した、炭素含有量が約６０
ｐｐｍ　、酸素含有量が約１３５ｐｐｍ、及び窒素含有
量が約１０ｐｐｍの脱酸タンタル粉末を押型に装入し、
種々の圧力で約１７２インチ（１２，７ｍｉ＋）×約１
／２インチ（１２，７ｍｍ）　Ｘ約２インチ（５０，８
叩）（２３） の棒材にプレスした。これらの棒材の曲げ破断強さは下
記のとおりであった。

（ｌ　ｂｓ　、／ｓ＋ｇ／ｃｔａ　） ２００００　　　　（１４０６） ３００００　　　　（２，１０９） ３７．０００　　　　（２，６０１） （ｌｂｓ、ル宅町囚−） １　１００　　　　（７７，３３） １　９、ｔｏ　　　　（１３６，４） ２７２０　　　　（１９１，２） 一般に約２．０００ｐｓｉ（ｌｂｓ、／ｓｑ、ｉｎ、）
　；　（１４０，６ｋｇ／Ｃｌｌ１１）の最低強度がブ
レス成形体の通常のハンドリングに必要とされる。曲げ
破断強度試験に加えて圧縮性試験のデータから、この強
度レベルが３０．０ＯＯｐｓｉ　（２１０，９ｋｇ／ｃ
Ｉｌｌ）をわずかに越えた圧力で成形し、そのプレス成
形体が理論値の約７５％の密度をもつ、本発明の粉末で
この強度レー・ルが得られることを示している。

例４ 例４は、金属を０．７　Ｔ　ｕより高い温度に暴商する
ことなく冷間静水圧成形（ＣＩＩ））　、次いで熱間静
水圧圧１１１（ＩＰ）及びそれに続く加工熱処理（ＴＨ
＋））（２４） による酸素含有量が約１３０ｐｐｍのタンタル成形品の
製造を説明する。

例１の手順と同し手順でＹ＄備した、炭素含有量が約１
０ｐｐｍ　、酸素含有量が約１５５ｐｐｍ、及び窒素含
有量が約１ｓｐｐｍの脱酸タンタル粉末を出発原料粉末
として用いた。この粉末を６０，０ＯＯｐｓｉ　（４，
２１８ｋｇ／ｃ＋ｆｌ）、室温で冷間静水圧成形し、重
さ約５０ポンド（２２，７ｋｇ）で約５．０インチ（１
２７ｍｍ）　ｘ約１０．３インチ（２６２ｎ＋ｍ）　ｘ
約１．６インチ（４０，６ｍｍ）の中間成形品とした。

この中間成形品を気密カプセル充てんし、次いで４２．
０ＯＯｐｓｉ　（２，９５３ｋｇ／ｃＪ）　、１，３０
０”Ｃ（０，４ＢＴ□）で４時間の間熱間静水圧圧縮し
て約４．７５インチ（１，２７ｍｍ）　　Ｘ約１０．２
インチ（２５９馴）×約１．４５インチ（３６，３ｍｍ
）の中間成形品とした。この熱間静水圧圧縮した中間成
形品は炭素含有量が約４５ｐｐｍ　、酸素含有量が約１
３０ｐｐｍ及び窒素含有量が約１０ｐｐｍ未満であった
。この熱間静水圧圧縮した中間成形品を、次いで約０．
０ＯＩＴｏｒｒ　（叩Ｈｇ）より低い真空下で２時間の
間１　、３００°Ｃ（０，４８ＴＨ）で焼鈍した後カプ
セルを除去した。得られた中間成形品を約０．４ （２５） インチ（１０，２ｍｍ）の厚さに圧延した。次いでこの
圧延した中間成形品を約０．０ＯＩＴｏｒｒ　（ｎ＋ｍ
ｔｉｇ）より低い真空下で２時間の間Ｌ３００°Ｃ（０
，４８１”ｎ　）で焼鈍した。次にこの中間成形品を約
０．０８インチ（２ｍｍ）の厚さに再圧延した。次いで
この再圧延した中間成形品を約０．０Ｏ１Ｔｏｒｒ　（
ｍｍｈ）より低い真空下で２時間の間１　、３００°Ｃ
（０，４８Ｔ、　）で焼鈍した。

次にこの中間成形品を約０．０１５インチ（１，８ｍ＋
ｎ　）の厚さに圧延した。次いでこの３回圧延した中間
成形品を約０．００１Ｔｏｒｒ（ｍｍＨｇ）より低い真
空下で２時間の間Ｌ３００°Ｃ（０，，１８Ｔ、、　）
で焼鈍した。種々の厚さの中間成形品のサンプルをここ
に記述した工程中で得た。種々の厚さの中間成形品の機
械的性質はこの焼鈍条件下で下記のとおりであった。

（２６） これらの性質は、約０．７Ｔ、、より高い温度で焼結し
て製造されたタンクルシートの性質に匹敵する。

このことは本発明の粉末及び成形品は、約０．７　′Ｆ
、。

より高い温度で焼結して製造された製品と同じ用途に利
用できることを示している。

例５ 例５は、金属を０．７　Ｔ　Ｉ＋より高い温度に暴露す
ることなく冷間静水圧成形、焼結及びそれに続く加工熱
処理による、酸素含有量が約１４０ｐｐｍ、炭素含有量
が３０ｐｐｍ　、及び窒素含有量が１５ｐｐｍのタンタ
ル成形品の製造を説明する。

例１の手順と同し手順で準備した、炭素含有量が約１０
ｐｐｍ　、酸素含有量が約１５５ｐｐｍ、及び窒素含有
量が約１５ｐｐｍの脱酸タンタル粉末を出発原料粉末と
して用いた。この粉末を６０，０００ｐｓｉ　（４，２
１８ｋｇ／　ＣＴｌ［）で冷間静水圧圧縮し重さが約２
５ボンド（１１，３４ｇ　）で、約０．６３インチ（１
６，０ｍｍ）　Ｘ約２．５インチ（６３，５ｍｍ）　Ｘ
約２５インチ（６３５ｍｍ）の棒状中間成形品とした。

理論密度の約９５％の密度をもつ中間成形品を製造する
ために、この中間成形品を（２８） 約０．００１Ｔｏｒｒ（ｍｍＨｇ）より低い真空下で２
時間の間１　、５００°Ｃ（０，５３’ｌ’、、　）で
焼結した。次にこの中間成形品を厚さ（１，）が約０．
２インチ（５，１術）、巾が約６インチ（１５２，４ｍ
ｍ）及び長さが約３０インチ（７６２ｍｍ）に圧延した
。次いでこの圧延中間成形品を約０．０ＯＩＴｏｒｒ（
＋ｎｍｎｍ１ｌより低い真空下で２時間の間１　、３０
０°Ｃ（０，４８Ｔｌ＋　）で焼鈍した。この成形シー
トは炭素含有量が３０ｐｐｍ　、酸素含有量が１４０ｐ
ｐｍ、及び窒素含有量が１５ｐｐｍであった。このシー
トの密度は理論密度の１００％であり結晶粒度は８．５
であった。このシートの縦軸線は降伏強さが５４．７０
０ｐｓｉ　（３，８４５ｋｇ／　Ｃ１ｆｌ）　、引張強
さば４０，０００ｐｓｉ　（２，８１２ｋｇ／ｃＪ）、
及び伸び率は４５％であった。このシートの横軸線は降
伏強さが５４．１ｏｏｐｓｉ　（３，８０３ｋｇ／　ｃ
＋ｆｌ）、引張強さが３６，６００ｐｓｉ　（２，５７
３ｋｇ／ｃＪ）及び伸び率は４６％であった。これらの
結果はこのシートは、約０．７Ｔ、より高い温度にタン
タルを暴露して製造されたシートと同じ用途に利用でき
ることを示している。

（２９） 例６ 例６は、金属を０．７　Ｔ　、、より高い温度に暴露す
ることなく機械プレス、焼結、再圧縮及び再焼結により
製造した、酸素含有量が約２０５ｐｐｍ、炭素含有量が
６０ｐｐｍ及び窒素含有量がｘｏｐｐｍＯタンタル威形
品の製成形説明する。

例１の手順と同じ手順で準備した、炭素含有量が約６０
ｐｐｍ　、酸素含有量が約１３５ｐｐｍ、及び窒素含有
量が約１０ｐｐｍの脱酸タンタル粉末を出発原料粉末と
して用いた。このタンタル粉末を押型に装入し、−軸圧
縮にて０．３インチ（７，６ｍｍ　）径で高さが０．１
４インチ（３，６ｍｍ）のタブレットに機械プレスした
。次いでこのタブレットを約０．０ＯＩＴｏｒｒ（印１
１ｇ）より低い真空下で２時間の間１，４５０°Ｃ（０
，５３Ｔ□）で焼結した。この最終焼結タブレットは炭
素含有量が約６０ｐｐｍ　、酸素含有量が約２０５ｐｐ
ｍ及び窒素含有量が約１０ｐｐｍであった。次にこの焼
結タブレットを中間成形品に再圧縮した。この中間成形
品を次いで約０．０ＯＩＴｏｒｒ　（ｍｍＨｇ）より低
い真空下で２時間の間１　、４５０°Ｃ（０，５３Ｔｏ
　）で再（３０） 焼結した。得られた再焼結中間成形品はタンタル成形品
を製造するための押出し加工に適した。

例７ 例７は、金属を０．７ＴＨより高い温度に暴露すること
なく冷間静水圧成形、カプセル充てん次いで押出し加工
により製造した酸素含有量が約１６５ｐｐｍ　、炭素含
有量が９０ｐｐｍ　、及び窒素含有量が１０ｐｐｍのタ
ンタル成形品の製造を説明する。

例１の手順と同し手順で準備した、炭素含有量が約８０
ｐｐｍ　、酸素含有量が約１５５ｐｐｍ、及び窒素含有
量が約１ｏｐｐｍ未溝の脱酸タンタル粉末を出発原料粉
末として用いた。このタンタル粉末を６０．０００ｐｓ
ｉ　（４，２１８ｋｇ／ｃｎ）で冷間静水圧成形し約２
インチ（５１ｍ１１１）径で長さが約５インチ（１２７
ｍｍ）のロンド状の中間成形品とした。このロンド状の
中間成形品を次いで鋼製容器に気密カプセル充てんして
Ｌ１５０°Ｃ（０，４３Ｔｏ　）で５７８インチ（１５
，９肋）ダイスから押出し加工した。次にカプセル充て
ん用鋼製容器を除去しこの中間成形品を約０．００１Ｔ
ｏｒｒ（ｍｍｉｉｇ）より低い真空下で２時間の間１，
３００’Ｃ（３１） （０，４８”Ｆ＋　）で焼鈍した。この焼鈍中間成形品
は炭素含有量が約９０ｐｐｍ　、酸素含有量が約１６５
ｐｐｍ、窒素含有量が約ｉｏｐｐｍ未満、降伏強さが４
１，６００ｐｓｉ（２，９２４ｋｇ／ｃＪ）　、引張強
さが６０．３００ｐｓｉ　（４，２３９ｋｇ／ｃＪ）、
及び伸び率が５２％であった。この焼鈍中間成形品の結
晶粒度は１２．５ミクロンであった。

この焼鈍中間成形品の性質は、この焼鈍中間成形品がそ
れに続く加工熱処理に適していることを示している。

例８ 例８は、金属を０．７　Ｔ　１．、より高い温度に暴露
することなく溶射溶着で製造した、酸素含有量が約１５
５ｐｐｍのタンタル成形品の製造を説明する。

例１の手順と同じ手順で準備した、炭素含有量約８０ｐ
ｐｍ　、酸素含有量が約１５５ｐｐｍ、及び窒素含有量
が約１０ｐｐｍ未満の脱酸タンタル粉末を出発原料粉末
として用いた。この粉末を、ハステロイ合金Ｘ（Ａステ
ロイ（）Ｉａｓｔｅｌｌ、ｏｙ）はハイネスコーポレー
ション、パークアビニュー、ココモ、インデイアナ州（
１１ａｙｎｅｓｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔ、ｉｏｎ、Ｐａｒ
ｋＡｖｅｎｕｅ（３２） Ｋｏｋｏｍｏ＋　Ｔｎｄｉａｎａ）から製造販売されて
いる合金の商標である。）から成形した合金支持体上に
厚さ０．０１インチ（０，２５ｍｍ）に溶射溶着した。

本発明の粉末の粒度、流動特性及び酸素含有量ば溶射溶
着による圧綿成形に適していることを示し、何ら問題は
なかった。

例９ 例９は酸素含有量が１７５ｐｐｍのニオブ粉末の製造を
説明する。酸素含有量が約６６０ｐｐｍ、炭素含有量が
約２５ｐｐｍ　、及び窒素含有量が約７０ｐｐｍのニオ
ブ出発原料粉末を重量で約１．５％のマグネシウムと配
合した。得られた配合物をアルゴン雰囲気中にテ８５０
°Ｃ（０，３４Ｔ）１　）　テ２時間の間力日熱した。

次いでこの配合物を圧力０．００１Ｔｏｒｒ（ｍｍＨｇ
）で８５０’Ｃ（０，３４７Ｈ）に更に加熱して酸素と
反応しなかったマグネシウムを除去した。いかなる残存
マグネシウムもこの粉末を室温で硝酸に浸漬して除去し
た。次いでこの粉末を水で洗しようし空気乾燥した。得
られたニオブ粉末は酸素含有量が１７５ｐｐｍ、炭素含
有量が２０ｐｐｍ　、及び窒素含有量が５５ｐｐｍで〔
３３〕 あった。この得られたニオブ粉末は見掛は密度が３．４
５ｇｍ／ｃｃ及び流動度は５０グラムで２２秒であった
。

粒度を下記に示した。

６０／１００ １００／２００ ２００／３２５ ３２５１５００ ００ ７４％ ２３％ ２％ １％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タンタル、ニオブ、タンタル合金及びニオブ合金か
   らなる群から選んだ金属のうちで、酸素含有量が３００
   ｐｐｍ未満である金属粉末。 ２、金属がタンタルである特許請求の範囲第１項記載の
   金属粉末。 ３、金属がニオブである特許請求の範囲第１項記載の金
   属粉末。 ４、金属がタンタル合金である特許請求の範囲第１項記
   載の金属粉末。 ５、金属がニオブ合金である特許請求の範囲第１項記載
   の金属粉末。 ６、タンタル、ニオブ、タンタル合金及びニオブ合金か
   らなる群から選んだ金属のうちで、この金属を約０．７
   Ｔ＿Ｈ（Ｔ＿Ｈ（゜Ｋ）：当該金属の同相温度（ｈｏｍ
   ｏｌｏｇｏｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ））より高い温
   度に暴露しない、酸素含有量が３００ｐｐｍ未満の金属
   粉末の製法。 ７、金属がタンタルである特許請求の範囲第６項記載の
   製法。 ８、金属がニオブである特許請求の範囲第６項記載の製
   法。 ９、金属がタンタル合金である特許請求の範囲第６項の
   製法。 １０、金属がニオブ合金である特許請求の範囲第６項の
   製法。 １１、タンタル、ニオブ、タンタル合金、及びニオブ合
   金からなる群から選んだ金属のうちで、この金属を約０
   ．７Ｔ＿Ｈ（Ｔ＿Ｈ（゜Ｋ）：当該金属の同相温度）よ
   りも高い温度に暴露しないで製造される酸素含有量が約
   ３００ｐｐｍ未満の粉末冶金金属成形品。 １２、金属がタンタルである特許請求の範囲第１１項記
   載の粉末冶金金属成形品。 １３、金属がニオブである特許請求の範囲第１１項記載
   の粉末冶金金属成形品。 １４、金属がタンタル合金である特許請求の範囲第１１
   項記載の粉末冶金金属成形品。 １５、金属がニオブ合金である特許請求の範囲第１１項
   記載の粉末冶金金属成形品。 １６、タンタル、ニオブ、タンタル合金及びニオブ合金
   からなる群から選んだ金属のうちで、酸素含有量が３０
   ０ｐｐｍ未満の粉末冶金金属成形品の製法であって、こ
   の金属を約０．７Ｔ＿Ｈ（Ｔ＿Ｈ（゜Ｋ）：当該金属の
   同相温度）よりも高い温度に暴露しないで、酸素含有量
   が約３００ｐｐｍ未満の金属粉末から金属製品を成形す
   る工程を含む方法。 １７、金属がタンタルである特許請求の範囲第１６項記
   載の製法。 １８、金属がニオブである特許請求の範囲第１６項記載
   の製法。 １９、金属がタンタル合金である特許請求の範囲第１６
   項記載の製法。 ２０、金属がニオブ合金である特許請求の範囲第１６項
   記載の製法。 ２１、タンタル、ニオブ、タンタル合金、及びニオブ合
   金からなる群から選んだ金属のうちで、この金属粉末の
   酸素含有量を減ずる方法であって、この金属粉末よりも
   高い酸素親和力をもつ金属の存在のもとで、この金属粉
   末の酸素含有量を約３００ｐｐｍ未満に減ずるのに十分
   な時間の間、この金属粉末を約０．７Ｔ＿Ｈ（Ｔ＿Ｈ（
   ゜Ｋ）：当該金属の同相温度）よりも高くない温度に加
   熱する方法を含む。 ２２、金属粉末がタンタルである特許請求の範囲第２１
   項記載の方法。 ２３、金属粉末がニオブである特許請求の範囲第２１項
   記載の方法。 ２４、金属粉末がタンタル合金である特許請求の範囲第
   ２１項記載の方法。 ２５、金属粉末がニオブ合金である特許請求の範囲第２
   １項記載の方法。